(57)【要約】【課題】使用時に生じ得る特性インピーダンスの乱れを相殺するように該特性インピーダンスを調整できるＭＥＭＳスイッチを提供する。【解決手段】ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０は、第１信号線路ＳＬ１１に対応して設けられた第１チューナブルキャパシタＣＡ１１と、第２信号線路ＳＬ１２に対応して設けられた第２チューナブルキャパシタＣＡ１２と、第１信号線路ＳＬ１１及び第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の一方の電極層２５側を通じて該第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の誘電体層２４にバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂと、第２信号線路ＳＬ１２及び第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の一方の電極層２８側を通じて該第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の誘電体層２７にバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂと、を備える。【選択図】図１
2011065192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号線路及び第２信号線路に接点電極を接触させることで前記第１信号線路及び前記第２信号線路を前記接点電極を介して導通状態とし、前記第１信号線路及び前記第２信号線路と前記接点電極を非接触とすることで前記第１信号線路及び前記第２信号線路を非導通状態とするＭＥＭＳスイッチであって、
前記第１信号線路に対応して設けられた第１チューナブルキャパシタと、
前記第２信号線路に対応して設けられた第２チューナブルキャパシタと、
前記第１信号線路及び前記第１チューナブルキャパシタの一方の電極層側を通じて前記第１チューナブルキャパシタの誘電体層にバイアス電圧を印加するための第１バイアス電圧入力端子と、
前記第２信号線路及び前記第２チューナブルキャパシタの一方の電極層側を通じて前記第２チューナブルキャパシタの誘電体層にバイアス電圧を印加するための第２バイアス電圧入力端子と、
を備える。
【請求項２】
前記第１チューナブルキャパシタと前記第２チューナブルキャパシタは前記接点電極が配置されたレバーの変位部上に配置され、
前記変位部の所定方向変位によって前記接点電極が前記第１信号線路及び前記第２信号線路に接触するときに、前記第１チューナブルキャパシタの一方の電極層側が前記第１信号線路に接触して電気的に接続し、
前記第２チューナブルキャパシタの一方の電極層側が前記第２信号線路に接触し電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
前記第１チューナブルキャパシタと前記第２チューナブルキャパシタは前記第１信号線路及び前記第２信号線路が設けられたベース上に配置され、
前記第１チューナブルキャパシタの一方の電極層側は前記第１信号線路に電気的に接続し、
前記第２チューナブルキャパシタの一方の電極層側は前記第２信号線路に電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
前記第１チューナブルキャパシタ用の第１バイアス電圧入力端子は前記第１信号線路よりも抵抗率が高い高抵抗線路を介して前記第１信号線路に接続され、
前記第２チューナブルキャパシタ用の第２バイアス電圧入力端子は前記第２信号線路よりも抵抗率が高い高抵抗線路を介して前記第２信号線路に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＭＥＭＳスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオードやＦＥＴ等を用いた半導体スイッチは周波数が高くなるに従って伝送損失増加やアイソレーション低下等の特性悪化を生じるが、ＭＥＭＳスイッチはこのような特性悪化を生じ難いことから、高周波回路、例えば数ＧＨｚ〜数百ＧＨｚの高周波信号が流れる回路に用いるのに好適なスイッチングデバイスとして着目されている。【０００３】
一般に、ＭＥＭＳスイッチは、公知の薄膜形成手法を用いて作成された多層構造を有している。一般のＭＥＭＳスイッチは、非導通の第１信号線路及び第２信号線路に接点電極を接触させることで両信号線路を接点電極を介して導通状態とし、また、両信号線路に対する接点電極の接触を解くことで両信号線路を非導通状態とする機能を有している。【０００４】
ＭＥＭＳスイッチは、例えば５０Ωや７５Ω等の所定の特性インピーダンスを有するように設計されるが、特に高周波回路に用いるとその特性インピーダンスが外的影響によって乱れてしまうことがある。【０００５】
この特性インピーダンスの乱れはＭＥＭＳスイッチの用途に応じてある程度推測することは可能であるが、信号線路構造（線路幅や線路長や線路厚さ等）を調整する等して推測結果に基づいて特性インピーダンスを予め調整しておいても、実際には不測の外的影響も生じ得るため、最適な特性インピーダンスを確保することは難しい。また、用途毎に信号線路構造が異なるＭＥＭＳスイッチを製造することは、汎用性の面やコスト低減の面からして好ましいとは言えない。【０００６】
換言すれば、使用時に生じ得る特性インピーダンスの乱れを相殺するように該特性インピーダンスを調整できるようにすれば、如何様な用途であってもＭＥＭＳスイッチに最適な特性インピーダンスを確保することができ、これにより特性インピーダンスの乱れを原因とした伝送損失増加やアイソレーション低下等の特性悪化を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００８−２７７７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、使用時に生じ得る特性インピーダンスの乱れを相殺するように該特性インピーダンスを調整できるＭＥＭＳスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、非導通の第１信号線路及び第２信号線路に接点電極を接触させることで両信号線路を接点電極を介して導通状態とし、また、両信号線路に対する接点電極の接触を解くことで両信号線路を非導通状態とするＭＥＭＳスイッチであって、該ＭＥＭＳスイッチは、第１信号線路に対応して設けられた第１チューナブルキャパシタと、第２信号線路に対応して設けられた第２チューナブルキャパシタと、第１信号線路及び第１チューナブルキャパシタの一方の電極層側を通じて該第１チューナブルキャパシタの誘電体層にバイアス電圧を印加するための第１バイアス電圧入力端子と、第２信号線路及び第２チューナブルキャパシタの一方の電極層側を通じて該第２チューナブルキャパシタの誘電体層にバイアス電圧を印加するための第１バイアス電圧入力端子と、を備える。【００１０】
このＭＥＭＳスイッチによれば、第１チューナブルキャパシタの誘電体層と第２チューナブルキャパシタの誘電体層にバイアス電圧を印加することによって、両チューナブルキャパシタの誘電体層の比誘電率を変化させ、該変化によって両チューナブルキャパシタのキャパシタンスを変化させ、該変化によってＭＥＭＳスイッチの特性インピーダンスを変化させることができる。【００１１】
つまり、回路基板等に搭載されたＭＥＭＳスイッチの特性インピーダンス（例えば５０Ωや７５Ω等）が外的影響によって乱れてしまう場合でも、該乱れを相殺するように両チューナブルキャパシタのキャパシタンスをバイアス電圧により変化させれば、該特性インピーダンスを最適な値に調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の様々な実施形態によれば、使用時に生じる特性インピーダンスの乱れを相殺するように該特性インピーダンスを調整できるので、ＭＥＭＳスイッチに最適な特性インピーダンスを確保することができ、これにより特性インピーダンスの乱れを原因とした伝送損失増加やアイソレーション低下等の特性悪化を回避することができる。【００１３】
本発明の上述した目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図２】図２（Ｓ１）は図１のＳ１−Ｓ１線に沿う断面図、図２（Ｓ２）は図１のＳ２−Ｓ２線に沿う断面図、図２（Ｓ３）は図１のＳ３−Ｓ３線に沿う断面図、図２（Ｓ４）は図１のＳ４−Ｓ４線に沿う断面図、図２（Ｓ５）は図１のＳ５−Ｓ５線に沿う断面図である。
【図３】図３（Ｓ６）は図１のＳ６−Ｓ６線に沿う断面図、図３（Ｓ７）は図１のＳ７−Ｓ７線に沿う断面図、図３（Ｓ８）は図１のＳ８−Ｓ８線に沿う断面図、図３（Ｓ９）は図１のＳ９−Ｓ９線に沿う断面図、図３（Ｓ１０）は図１のＳ１０−Ｓ１０線に沿う断面図である。
【図４】図４は図１に示したＭＥＭＳスイッチの使用方法及び機能等の説明図である。
【図５】図５は図１に示したＭＥＭＳスイッチの使用方法及び機能等の説明図である。
【図６】図６は本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図７】図７は図６に示したＭＥＭＳスイッチの使用方法及び機能等の説明図である。
【図８】図８は本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図９】図９（Ｓ１１）は図８のＳ１１−Ｓ１１線に沿う断面図、図９（Ｓ１２）は図８のＳ１２−Ｓ１２線に沿う断面図、図９（Ｓ１３）は図８のＳ１３−Ｓ１３線に沿う断面図である。
【図１０】図１０（Ｓ１４）は図８のＳ１４−Ｓ１４線に沿う断面図、図１０（Ｓ１５）は図８のＳ１５−Ｓ１５線に沿う断面図、図１０（Ｓ１６）は図８のＳ１６−Ｓ１６線に沿う断面図、図１０（Ｓ１７）は図８のＳ１７−Ｓ１７線に沿う断面図、図１０（Ｓ１８）は図８のＳ１８−Ｓ１８線に沿う断面図である。
【図１１】図１１は図８に示したＭＥＭＳスイッチの使用方法及び機能等の説明図である。
【図１２】図１２は図８に示したＭＥＭＳスイッチの使用方法及び機能等の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
図１〜図５は本発明（ＭＥＭＳスイッチ）の第１実施形態を示す。ここでの説明では、説明の便宜上、図１の左，右，下，上，手前及び奥と他の図のこれらに相当する方向をそれぞれ前，後，左，右，上及び下と表記する。
【００１６】
先ず、図１〜図３を参照して、ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０の構成について説明する。
【００１７】
図１〜図３に示したＭＥＭＳスイッチＳＤ１０は、公知の薄膜形成手法を用いて作成された多層構造を有している。一実施形態において、このＭＥＭＳスイッチＳＤ１０は、前後寸法が約１．０ｍｍ、左右寸法が約２．０ｍｍ，上下寸法が約０．５ｍｍに構成される。
【００１８】
このＭＥＭＳスイッチＳＤ１０は、ベースＢＳ１１と、レバーＦＬ１１と、接点電極ＣＴ１１と、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１と、接続端子Ｔｃａ１１と、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２と、接続端子Ｔｃａ１２と、第１信号線路ＳＬ１１と、第２信号線路ＳＬ１２と、グランド端子Ｔｇ１１及びＴｇ１２と、駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａ及びＴｉ１２ａと、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂ及びＴｉ１２ｂと、を備えている。
【００１９】
ベースＢＳ１１は、Ｓｉ等から成る第１ベース層１１と、ＳｉＯ2等から成り、且つ、
第１ベース層１１上に形成された第１絶縁体層１２と、Ｓｉ等から成り、且つ、第１絶縁体層１１上に形成された第２ベース層１３と、ＳｉＯ2等から成り、且つ、第２ベース層
１３上に形成された第２絶縁体層１４と、を有している。
【００２０】
第１ベース層１１及び第１絶縁体層１２には、上面視輪郭が略矩形の第１貫通孔ＰＨ１１が形成されている。また、第２ベース層１３及び第２絶縁体層１４には、上面視輪郭が略矩形で、且つ、第１貫通孔ＰＨ１１よりも前後寸法が小さな２つの第２貫通孔ＰＨ１２が平行に形成されている。この２つの第２貫通孔ＰＨ１２の間にはレバーＦＬ１１の母材となる帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａが存する。一実施形態においては、第１ベース層１１に第１貫通孔ＰＨ１１を形成せずに第１絶縁体層１２のみ除去することで、レバーＦＬ１１を動作可能にしてもよい。
【００２１】
さらに、ベースＢＳ１１の左側上面と右側上面には、Ｔｉ層とＰｔ層とを積層したＴｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の一組の第１電極層１５が形成されている。さらに、ベースＢＳ１１の前側上面と後側上面には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の一組の第２電極層１６が第１電極層１５と同じ厚さで形成されている。
【００２２】
レバーＦＬ１１は、２つの駆動部ＦＬ１１ａと、両駆動部ＦＬ１１ａの間に位置する変位部ＦＬ１１ｂと、各駆動部ＦＬ１１ａと変位部ＦＬ１１ｂとを結ぶヒンジ部ＦＬ１１ｃと、を有している。
【００２３】
各駆動部ＦＬ１１ａは、先に述べた帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａの左右部分をその母材とする。この左右部分上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の第３電極層１７が第１電極層１５と同じ厚さで該第１電極層１５と連続して形成されている。また、第３電極層１７上には、ＰＺＴ等から成り、上面視輪郭が第３電極層１７と同じ圧電体層１８が形成されている。さらに、圧電体層１８上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が圧電体層１８と同じ第４電極層１９が形成されている。
【００２４】
変位部ＦＬ１１ｂは、先に述べた帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａの中央部分をその母材とする。この帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａの中央部分の前後方向の中央には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形のダミー電極層２０が第３電極層１７と同じ厚さで形成されている。また、ダミー電極層２０上には、ＰＺＴ等から成り、且つ、上面視輪郭がダミー電極層２０と同じダミー圧電体層２１が圧電体層１８と同じ厚さで形成されている。さらに、ダミー圧電体層２１上には、Ｔｉ層とＡｕ層とを積層したＴｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭がダミー圧電体層２１と同じダミー電極層２２が第４電極層１９と同じ厚さで形成されている。さらに、ダミー電極層２２上には、Ｔｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭がダミー電極層２２と同じ接点電極ＣＴ１１が形成されている。
【００２５】
また、変位部ＦＬ１１ｂを構成する帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａの中央部分の前側には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の下部電極層２３がダミー電極層２０と同じ厚さで形成されている。また、下部電極層２３上には、ＰＺＴ等から成り、且つ、上面視輪郭が下部電極層２３と同じ誘電体層２４がダミー圧電体層２１と同じ厚さで形成されている。さらに、誘電体層２４上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が誘電体層２４と同じ上部電極層２５がダミー電極層２２と同じ厚さか、又はダミー電極層２２よりも０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに薄く形成されている。ここでの下部電極層２３，誘電体層２４及び上部電極層２５は、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１を構成しており、該第１チューナブルキャパシタＣＡ１１は変位部ＦＬ１１ｂ上に配置されている。さらに、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の上部電極層２５上には、Ｔｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭が上部電極層２５と同じ接続端子Ｔｃａ１１が形成されている。この上部電極層接続端子Ｔｃａ１１は、接点電極ＣＴ１１と同じ厚さか、又は接点電極ＣＴ１１よりも０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに薄く形成されている。図２（Ｓ３）から分かるように、この接続端子Ｔｃａ１１の上面高さは接点電極ＣＴ１１の上面高さと一致しているか、又は０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに低くなっている。
【００２６】
また、変位部ＦＬ１１ｂを構成する帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａの中央部分の後側には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の下部電極層２６がダミー電極層２０と同じ厚さで形成されている。また、下部電極層２６上には、ＰＺＴ等から成り、且つ、上面視輪郭が下部電極層２６と同じ誘電体層２７がダミー圧電体層２１と同じ厚さで形成されている。さらに、誘電体層２７上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が誘電体層２７と同じ上部電極層２８がダミー電極層２２と同じ厚さか、又はダミー電極層２２よりも０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに薄く形成されている。ここでの下部電極層２６，誘電体層２７及び上部電極層２８は、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２を構成しており、該第２チューナブルキャパシタＣＡ１２は変位部ＦＬ１１ｂ上に配置されている。さらに、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の上部電極層２８上には、Ｔｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭が上部電極層２８と同じ接続端子Ｔｃａ１２が形成されている。この接続端子Ｔｃａ１２は、接点電極ＣＴ１１と同じ厚さか、又は０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに薄く形成されている。図２（Ｓ３）から分かるように、この接続端子Ｔｃａ１２の上面高さは接点電極ＣＴ１１の上面高さと一致しているか、又は０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに低くなっている。
【００２７】
各ヒンジ部ＦＬ１１ｃは、先に述べた帯状ベース層１３ａ及び帯状絶縁体層１４ａの前後部分と中央部分とに挟まれる部分をその母材とする。これらの母材に貫通孔（符号無し）を形成することで、各ヒンジ部ＦＬ１１ｃに、ヒンジの役割を為す可撓性が付与されている。図１及び図３（Ｓ８）から分かるように、各駆動部ＦＬ１１ａ上の第３電極層１７は各ヒンジ部ＦＬ１１ｃ上を経由して変位部ＦＬ１１ｂに及ぶように形成されていて、各第３電極層１７の端は第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の下部電極層２３と第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の下部電極層２６の両方に達している。
【００２８】
第１信号線路ＳＬ１１及び第２信号線路ＳＬ１２は、Ｔｉ／Ａｕから成り、平坦な母材料を９０度屈曲させ、さらに逆方向に９０度屈曲させた断面形状をそれぞれ有している。第１信号線路ＳＬ１１の前側部分の下面は前側の第２電極層１６の上面に接続され、第２信号線路ＳＬ１２の後側部分の下面は後側の第２電極層１６の上面に接続されている。第１信号線路ＳＬ１１と第２信号線路ＳＬ１２とがＳ８−Ｓ８線に対して線対称になるように形成されているため、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の上下面と第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の上下面は面一になっている。
【００２９】
また、図１から分かるように、第１信号線路ＳＬ１１及び第２信号線路ＳＬ１２の左右寸法は、接点電極ＣＴ１１と両接続端子Ｔｃａ１１及びＴｃａ１２の左右寸法よりも大きい。さらに、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分と第２信号線路ＳＬ１２の前側部分は接点電極ＣＴ１１の上方まで延びていて、該後側部分と該前側部分との間には第１信号線路ＳＬ１１と第２信号線路ＳＬ１２とを非導通とするための隙間ＧＡが設けられている。
【００３０】
さらに、接点電極ＣＴ１１、接続端子Ｔｃａ１１、及び接続端子Ｔｃａ１２の上面高さは互いにほぼ同じか、又は接点電極ＣＴ１１が接続端子Ｔｃａ１１又は接続端子Ｔｃａ１２よりも０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに高くなっていることから、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接点電極ＣＴ１１との間と、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１１の上面との間と、第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１２の上面との間には、ほぼ同一上下寸法の隙間（符号無し）が形成されている。
【００３１】
グランド端子Ｔｇ１１は、Ｔｉ／Ａｕから成り、左側の第１電極層１５上に上面視輪郭が略矩形となるように形成されている。また、グランド端子Ｔｇ１２は、Ｔｉ／Ａｕから成り、右側の第１電極層１５上に上面視輪郭が略矩形となるように形成されている。
【００３２】
駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａは、Ｔｉ／Ａｕから成り、左側の駆動部ＦＬ１１ａの第４電極層１９上の左端に上面視輪郭が略矩形となるように形成されている。また、駆動電圧入力端子Ｔｉ１２ａは、Ｔｉ／Ａｕから成り、右側の駆動部ＦＬ１１ａの第４電極層１９上の右端に上面視輪郭が略矩形となるように形成されている。
【００３３】
バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂは、Ｔｉ／Ａｕから成り、ベースＢＳ１１の左側上面に上面視輪郭が略矩形となるように、且つ、駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａと間隔をおいて並ぶように形成されている。また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂは、Ｔｉ／Ａｕから成り、ベースＢＳ１１の右側上面に上面視輪郭が略矩形となるように、且つ、駆動電圧入力端子Ｔｉ１２ａと間隔をおいて並ぶように形成されている。
【００３４】
また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂと前側の第２電極層１６とは高抵抗線路ＨＲＬ１１によって接続されており、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂと後側の第２電極層１６とは高抵抗線路ＨＲＬ１２によって接続されている。これら高抵抗線路ＨＲＬ１１及びＨＲＬ１２は、ＴａＮ等の高抵抗材料から成り、第１信号線路ＳＬ１１及び第２信号線路ＳＬ１２に比べて抵抗率が高い。
【００３５】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０の使用方法及び機能について説明する。
【００３６】
使用に際しては、図４に示したように、ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０を回路基板等に搭載する。また、第１可変直流電源ＤＣ１１ａの正極側を駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａに接続し、第２可変直流電源ＤＣ１１ｂの正極側をバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂに接続し、両可変直流電源ＤＣ１１ａ及びＤＣ１１ｂの負極側をグランド端子Ｔｇ１１に接続する。また、第３可変直流電源ＤＣ１２ａの正極側を駆動電圧入力端子Ｔｉ１２ａに接続し、第４可変直流電源ＤＣ１１ｂの正極側をバイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂに接続し、両可変直流電源ＤＣ１２ａ及びＤＣ１２ｂの負極側をグランド端子Ｔｇ１１に接続する。
【００３７】
後述するように、駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａ及びＴｉ１２ａに印加される駆動電圧は同一値であるため、一実施態様においては、１つの可変直流電源を駆動電圧印加用として共用することができる。また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂ及びＴｉ１２ｂに印加されるバイアス電圧は同一値であるため、一実施態様においては、駆動電圧印加用電源とは別の１つの可変直流電源をバイアス電圧印加用として共用しても良い。また、一実施態様においては、後述する電圧印加が同様に行える限り、該可変直流電源を回路基板等に設けられた直流電圧入力線路で代用するようにしてもよい。
【００３８】
回路基板等に設けられた高周波信号路線（入力側）を第１信号線路ＳＬ１１に接続し、高周波信号路線（出力側）を第２信号線路ＳＬ１２に接続する。逆に、高周波信号路線（入力側）を第２信号線路ＳＬ１２に接続し、高周波信号路線（出力側）を第１信号線路ＳＬ１１に接続しても良い。
【００３９】
使用時には、第１可変直流電源ＤＣ１１ａから駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａに所定値の直流電圧（以下、駆動電圧と言う）が印加され、且つ、第３可変直流電源ＤＣ１２ａから駆動電圧入力端子Ｔｉ１２ａにこれと同一値の駆動電圧が印加される。また、第２可変直流電源ＤＣ１１ｂからバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂに所定値の直流電圧（以下、バイアス電圧と言う）が印加され、且つ、第４可変直流電源ＤＣ１２ｂからバイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂにこれと同一値のバイアス電圧が印加される。
【００４０】
駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａに印加された駆動電圧は、レバーＦＬ１１の左側の駆動部ＦＬ１１ａを構成する第４電極層１９を通じて該駆動部ＦＬ１１ａの圧電体層１８に印加される。また、駆動電圧入力端子Ｔｉ１２ａに印加された駆動電圧は、レバーＦＬ１１の右側の駆動部ＦＬ１１ａを構成する第４電極層１９を通じて該駆動部ＦＬ１１ａの圧電体層１８に印加される。
【００４１】
これにより、図５に示したように、両駆動部ＦＬ１１ａの構成する圧電体層１８に圧電効果による縮みが生じる。この圧電体層１８の縮みによって両駆動部ＦＬ１１ａのヒンジ部ＦＬ１１ｃ側が上方に反り上がるため、該反り上がりによってレバーＦＬ１１の変位部ＦＬ１１ｂが上方に変位し、該上方変位によって接点電極ＣＴ１１の上面が第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面に接触する。この接触によって両信号線路ＳＬ１１及びＳＬ１２が接点電極ＣＴ１１を介して導通状態となる。つまり、第１信号線路ＳＬ１１に入力された高周波信号は該第１信号線路ＳＬ１１，接点電極ＣＴ１１及び第２信号線路ＳＬ１２を経由して該第２信号線路ＳＬ１２から出力される。
【００４２】
また、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１及び第２チューナブルキャパシタＣＡ１２がレバーＦＬ１１の変位部ＦＬ１１ｂ上に配置されており、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接点電極ＣＴ１１との隙間と、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１１の上面との隙間と、第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１２の上面との隙間とが、ほぼ同じであることから、接点電極ＣＴ１１の上面が第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面に接触するとほぼ同時に、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の接続端子Ｔｃａ１１の上面が第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面に接触して電気的に接続され、且つ、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の接続端子Ｔｃａ１２の上面が第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面に接触して電気的に接続する。
【００４３】
一方、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂに印加されたバイアス電圧は、高抵抗線路ＨＲＬ１１，前側の第２電極層１６，第１信号線路ＳＬ１１，接続端子Ｔｃａ１１及び第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の上部電極層２５を通じて該第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の誘電体層２４に印加される。また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂに印加されたバイアス電圧は、高抵抗線路ＨＲＬ１２，後側の第２電極層１６，第２信号線路ＳＬ１２，接続端子Ｔｃａ１２及び第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の上部電極層２８を通じて該第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の誘電体層２７に印加される。
【００４４】
これにより、両チューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１２の誘電体層２４及び２７の比誘電率が変化し、該変化によって両チューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１１のキャパシタンスが変化し、該変化によってＭＥＭＳスイッチＳＤ１０の特性インピーダンスが変化する。
【００４５】
つまり、回路基板等に搭載されたＭＥＭＳスイッチＳＤ１０の特性インピーダンス（例えば５０Ωや７５Ω等）が外的影響によって乱れてしまう場合でも、該乱れを相殺するように両チューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１１のキャパシタンスをバイアス電圧により変化させれば、該特性インピーダンスを最適な値に調整することができる。
【００４６】
次に、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０によって得られる効果について説明する。
【００４７】
（１）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０にあっては、両チューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１１のキャパシタンスをバイアス電圧によって変化させることによって、使用時に生じる特性インピーダンスの乱れを相殺するように該特性インピーダンスを調整できるので、ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０に最適な特性インピーダンスを確保することができる。これにより、特性インピーダンスの乱れを原因とした伝送損失増加やアイソレーション低下等の特性悪化を回避することができる。
【００４８】
（２）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０にあっては、第１信号線路ＳＬ１１に対応して第１チューナブルキャパシタＣＡ１１が設けられ、且つ、第２信号線路ＳＬ１２に対応して第２チューナブルキャパシタＣＡ１２が設けられているので、高周波信号が流れる線路全体（第１信号線路ＳＬ１１，接点電極ＣＴ１１及び第２信号線路ＳＬ１２）に対して所期の特性インピーダンス調整を効果的に行うことができる。
【００４９】
（３）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０にあっては、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１及び第２チューナブルキャパシタＣＡ１２をレバーＦＬ１１の変位部ＦＬ１１ｂ上に配置し、しかも、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接点電極ＣＴ１１との隙間と、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１１の上面との隙間と、第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１２の上面との隙間とを、ほぼ同じにしてあるので、レバーＦＬ１１の変位部ＦＬ１１ｂの上方変位によって、接点電極ＣＴ１１の上面を第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面に接触させるとほぼ同時に、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の接続端子Ｔｃａ１１の上面を第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面に接触させて電気的に接続し、且つ、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の接続端子Ｔｃａ１２の上面を第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面に接触させて電気的に接続させることができる。
【００５０】
このようにして、第１信号線路ＳＬ１１及び第２信号線路ＳＬ１２が接点電極ＣＴ１１を介して導通状態となったときのみ、第１信号線路ＳＬ１１に第１チューナブルキャパシタＣＡ１１を接続し、且つ、第２信号線路ＳＬ１２に第２チューナブルキャパシタＣＡ１２を接続して所期の特性インピーダンス調整を行うことができる。
【００５１】
一実施形態においては、接点電極ＣＴ１１の上面高さが接続端子Ｔｃａ１１の上面高さ及び接続端子Ｔｃａ１２の上面高さよりも０．０１μｍ〜０．５μｍ程度わずかに高くすることにより、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接点電極ＣＴ１１との接触圧を、第１信号線路ＳＬ１１の後側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１１の上面との接触圧及び第２信号線路ＳＬ１２の前側部分の下面と接続端子Ｔｃａ１２の上面との接触圧よりも高めることができるため、スイッチの導通状態の安定性が向上する。
【００５２】
（４）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０にあっては、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂに印加されたバイアス電圧を高抵抗線路ＨＲＬ１１を介して第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の誘電体層２４に印加し、また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１２ｂに印加されたバイアス電圧を高抵抗線路ＨＲＬ１２を介して第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の誘電体層２７に印加しているので、第１信号線路ＳＬ１１から高抵抗線路ＨＲＬ１１側に高周波信号が漏れること、並びに、第２信号線路ＳＬ１２から高抵抗線路ＨＲＬ１２側に高周波信号が漏れることを抑制することができる。これにより、第１信号線路ＳＬ１１，接点電極ＣＴ１１及び第２信号線路ＳＬ１２を経由して流れる高周波信号の特性劣化を防止することができる。
【００５３】
（５）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０にあっては、接点電極ＣＴ１１が第１信号線路ＳＬ１１及び第２信号線路ＳＬ１２に接触し、且つ、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の接続端子Ｔｃａ１１が第１信号線路ＳＬ１１に接触又は近接し第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の接続端子Ｔｃａ１２が第２信号線路ＳＬ１２に接触又は近接している状態にあるときに、各接続端子Ｔｃａ１１及びＴｃａ１２から各チューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１２にバイアス電圧を印加することで、第１信号線路ＳＬ１１と第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の下部電極層２３との間に静電引力が生じ、且つ、第２信号線路ＳＬ１２と第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の下部電極層２６との間に静電引力が生じる。このため、接点電極ＣＴ１１と両信号線路ＳＬ１１及びＳＬ１２とを、レバーＦＬ１１の圧電力（変位部ＦＬ１１ｂの上方変位力）に加えて該静電引力によって強く接触させることができるので、スイッチの導通状態の安定性が向上する。また、静電引力のみでも接触が継続するラッチング状態となることを利用して、スイッチの導通状態においてレバーＦＬ１１の圧電力を用いない態様で、発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０を使用することもできる。
【００５４】
（６）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０はフィルタ機能を有するデバイスという見方もできる。特性インピーダンスを可変にできることは、フィルタ機能を可変にできることを意味する。接点電極ＣＴ１１の両脇に備えた２つのチューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１２がグランドに接続されているので、これらのチューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１２を高周波信号が通過する第１信号線路ＳＬ１１及び第２信号線路ＳＬ１２のインダクタンス成分と組み合わせることによってローパスフィルタを構成することができる。各チューナブルキャパシタＣＡ１１及びＣＡ１２の容量を変化させれば、カットオフ周波数を調整することが可能となる。
【００５５】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０として、各駆動部ＦＬ１１ａを構成する圧電体層１８、ダミー圧電体層２１、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１を構成する誘電体層２４、及び、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２を構成する誘電体層２７を、それぞれＰＺＴで形成したものを示したが、ＰＺＴに代えて、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス等を用いることができる。
【００５６】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０において、第１電極層１５、第２電極層１６、各駆動部ＦＬ１１ａを構成する第３電極層１７、第４電極層１９、ダミー電極層２０及び２２、接点電極ＣＴ１１、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１を構成する下部電極層２３及び上部電極層２５、接続端子Ｔｃａ１１、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２を構成する下部電極層２６及び上部電極層２８、接続端子Ｔｃａ１２、第１信号線路ＳＬ１１、第２信号線路ＳＬ１２、グランド端子Ｔｇ１１及びＴｇ１２、駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａ及びＴｉ１２ａ、及び、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂ及びＴｉ１２ｂは、それぞれ、Ｔｉ層とＰｔ層とを積層したＴｉ／Ｐｔ又はＴｉ層とＡｕ層とを積層したＴｉ／Ａｕの何れかからなる。本発明の他の実施形態においては、Ｔｉ／Ｐｔ及び／又はＴｉ／ＡｕのＴｉ層に代えて、Ｃｒ層、Ｚｒ層、ＴｉＮ層又はＴｉＯ２層のいずれかを用いることができる。また、Ｔｉ／ＰｔのＰｔ層に代えて、Ａｕ合金層、Ｃｕ層又はＡｇ層のいずれかを用いることができる。さらに、Ｔｉ／ＡｕのＡｕ層に代えて、Ａｕ合金層、Ｃｕ層、又はＡｇ層のいずれかを用いることができる。また、本発明の他の実施形態においては、Ｔｉ／Ｐｔ又はＴｉ／Ａｕに代えて、Ｐｔ層、Ａｕ層、Ａｕ合金層、Ｃｕ層又はＡｇ層からなる単一の層を用いてもよい。また、本発明の一実施形態において、Ｔｉ層、Ｃｒ層、Ｚｒ層、ＴｉＮ層又はＴｉＯ２層の膜厚を、１ｎｍ〜１００ｎｍにすることができ、Ｐｔ層、Ａｕ層、Ａｕ合金層、Ｃｕ層又はＡｇ層の膜厚を、０．１μｍ〜３０μｍにすることができる。当業者に明らかなように、本発明の様々な実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０に含まれる各要素を構成する材料は、本明細書において明示的に述べられたものに限られず、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。
【００５７】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０においては、上述したように、接点電極ＣＴ１１の上面高さを接続端子Ｔｃａ１１及びＴｃａ１２の上面高さと揃えるために、変位部ＦＬ１１ｂ上にダミー電極層２０とダミー圧電体層２１とダミー電極層２２とが形成され、その上に接点電極ＣＴ１１が形成される。他の実施形態においては、このダミー圧電体層２１及びダミー電極層２２に代えて、このダミー圧電体層２１及びダミー電極層２２の厚さを加算した厚さか、又はこのダミー圧電体層２１及びダミー電極層２２の厚さを加算した厚さに更に０．０１μｍ〜０．５μｍ程度を加算した厚さを有する接点電極ＣＴ１１をダミー電極層２０上に形成してもよい。また、一実施形態においては、ダミー電極層２０，ダミー圧電体層２１及びダミー電極層２２に代えて、ダミー電極層２０，ダミー圧電体層２１及びダミー電極層２２の厚さを加算した厚さを有する接点電極ＣＴ１１を帯状絶縁体層１４ａ上に形成することができる。
【００５８】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ１０においては、上述したように、１つのグランド端子Ｔｇ１１が左側の駆動部ＦＬ１１ａ及び第１チューナブルキャパシタＣＡ１１のグランド端子として共用され、且つ、他の１つのグランド端子Ｔｇ１２を右側の駆動部ＦＬ１１ａ及び第２チューナブルキャパシタＣＡ１２のグランド端子として共用される。他の実施形態においては、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１専用のグランド端子を別に設けてこれと第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の下部電極層２３とを専用線路で接続し、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２専用のグランド端子を別に設けてこれと第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の下部電極層２６とを専用線路で接続するようにしても良い。
【００５９】
このようにすれば、第１チューナブルキャパシタＣＡ１１の誘電体層２４に印加されるバイアス電圧と、第２チューナブルキャパシタＣＡ１２の誘電体層２７に印加されるバイアス電圧とを異ならせることができる。つまり、第１信号線路ＳＬ１１側を対象とした特性インピーダンス調整と第２信号線路ＳＬ１２側を対象とした特性インピーダンス調整を個別に行えるので、全体としてより微細な特性インピーダンス調整を行うことができる。
【００６０】
［第２実施形態］
図６及び図７は本発明（ＭＥＭＳスイッチ）の第２実施形態を示す。ここでの説明では、説明の便宜上、図１に関する説明と同様に、図６の左，右，下，上，手前及び奥と他の図のこれらに相当する方向をそれぞれ前，後，左，右，上及び下と表記する。
【００６１】
先ず、図６を引用してＭＥＭＳスイッチＳＤ２０の構成について説明する。
【００６２】
図６に示したＭＥＭＳスイッチＳＤ２０は、公知の薄膜形成手法を用いて作成された多層構造を有しいる。一実施形態において、このＭＥＭＳスイッチＳＤ２０は、前後寸法が約１．０ｍｍ、左右寸法が約１．２ｍｍ，上下寸法が約０．５ｍｍになるように構成される。
【００６３】
このＭＥＭＳスイッチＳＤ２０は、前記ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０と、
・ベースＢＳ１１よりも左右寸法が小さなベースＢＳ１１’を用いた点
・第１貫通孔ＰＨ１１及び第２貫通孔ＰＨ１２よりも左右寸法が小さな第１貫通孔ＰＨ１
１’及び第２貫通孔ＰＨ１２’を用いて、第２貫通孔ＰＨ１２’の上面視輪郭を略コ字
形とした点
・レバーＦＬ１１の右側の駆動部ＦＬ１１ａ及びヒンジ部ＦＬ１１ｃを無くしたものをレ
バーＦＬ１１’として用いた点
・ベースＢＳ１１の右側に設けられていた第１電極層１５と駆動電圧入力端子Ｔｉ１２ａ
とバイアス電圧入力端子１２ｂとグランド端子Ｔｇ１２と高抵抗線路ＨＲＬ１２を無く
して、バイアス電圧入力端子１２ｂの代わりとなるバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｃを
ベースＢＳ１１’の左側に設け、高抵抗線路ＨＲＬ１２の代わりとなる高抵抗線路ＨＲ
Ｌ１２’を第２信号線路ＳＬ１２の左側に設けた点
で構成を異にする。ＭＥＭＳスイッチＳＤ２０の他の構成は、前記ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０と同じであるためその説明を省略する。
【００６４】
次に、図７を参照して、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ２０の使用方法及び機能について説明する。
【００６５】
使用に際しては、図７に示したように、ＭＥＭＳスイッチＳＤ２０を回路基板等に搭載する。また、第１可変直流電源ＤＣ１１ａの正極側を駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａに接続し、第２可変直流電源ＤＣ１１ｂの正極側をバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂに接続し、第３可変直流電源ＤＣ１１ｃの正極側をバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｃに接続し、これら可変直流電源ＤＣ１１ａ，ＤＣ１１ｂ及びＤＣ１１ｃの負極側をグランド端子Ｔｇ１１に接続する。
【００６６】
後述するように、バイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂ及びＴｉ１１ｃに印加されるバイアス電圧は同一値であるため、一実施態様においては、１つの可変直流電源をバイアス電圧印加用として共用することができる。また、一実施態様においては、後述する電圧印加が同様に行える限り、該可変直流電源を回路基板等に設けられた直流電圧入力線路で代用するようにしてもよい。
【００６７】
また、回路基板等に設けられた高周波信号路線（入力側）を第１信号線路ＳＬ１１に接続し、高周波信号路線（出力側）を第２信号線路ＳＬ１２に接続する。高周波信号路線（入力側）を第２信号線路ＳＬ１２に接続し、高周波信号路線（出力側）を第１信号線路ＳＬ１１に接続しても良い。
【００６８】
使用時には、第１可変直流電源ＤＣ１１ａから駆動電圧入力端子Ｔｉ１１ａに所定値の直流電圧（以下、駆動電圧と言う）が印加される。また、第２可変直流電源ＤＣ１１ｂからバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｂに所定値の直流電圧（以下、バイアス電圧と言う）が印加され、且つ、第３可変直流電源ＤＣ１１ｃからバイアス電圧入力端子Ｔｉ１１ｃにこれと同一値のバイアス電圧が印加される。
【００６９】
ＭＥＭＳスイッチＳＤ２０における動作及び作用効果は、ＭＥＭＳスイッチＳＤ１０における動作及び作用効果と同様である。
【００７０】
［第３実施形態］
図８〜図１２は本発明の第３実施形態を示す。ここでの説明では、説明の便宜上、図１に関する説明と同様に、図８の左，右，下，上，手前及び奥と他の図のこれらに相当する方向をそれぞれ前，後，左，右，上及び下と表記する。
【００７１】
先ず、図８〜図１０を参照して、ＭＥＭＳスイッチＳＤ３０の構成について説明する。
【００７２】
図８〜図１０に示したＭＥＭＳスイッチＳＤ３０は、公知の薄膜形成手法を用いて作成された多層構造を有している。一実施形態において、このＭＥＭＳスイッチＳＤ３０は、前後寸法が約１．０ｍｍ、左右寸法が約１．２０ｍｍ，上下寸法が約０．５ｍｍになるように構成される。
【００７３】
このＭＥＭＳスイッチＳＤ３０は、ベースＢＳ３１と、レバーＦＬ３１と、接点電極ＣＴ３１と、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１と、接続端子Ｔｃａ３１と、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２と、接続端子Ｔｃａ３２と、第１信号線路ＳＬ３１と、第２信号線路ＳＬ３２と、グランド端子Ｔｇ３１と、駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａと、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂ及びＴｉ３１ｃと、を備えている。
【００７４】
ベースＢＳ３１は、Ｓｉ等から成る第１ベース層３１と、ＳｉＯ2等から成り、且つ、
第１ベース層３１上に形成された第１絶縁体層３２と、Ｓｉ等から成り、且つ、第３絶縁体層３１上に形成された第２ベース層３３と、ＳｉＯ2等から成り、且つ、第２ベース層
３３上に形成された第２絶縁体層３４と、を有している。
【００７５】
第１ベース層３１及び第１絶縁体層３２には、上面視輪郭が略矩形の第１貫通孔ＰＨ３１が形成されている。また、第２ベース層３３及び第２絶縁体層３４には、上面視輪郭が略コ字形の第２貫通孔ＰＨ３２が形成されており、該第２貫通孔ＰＨ３２の内側にはレバーＦＬ３１の母材となる帯状ベース層３３ａ及び帯状絶縁体層３４ａが存する。
【００７６】
ベースＢＳ３１の左側上面には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の第１電極層３５が形成されている。また、ベースＢＳ１１の前側上面と後側上面には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の第２電極層３６が第１電極層３５と同じ厚さで形成されている。
【００７７】
レバーＦＬ３１は、駆動部ＦＬ３１ａと、駆動部ＦＬ３１ａの自由端に位置する変位部ＦＬ３１ｂと、駆動部ＦＬ３１ａと変位部ＦＬ３１ｂとを結ぶヒンジ部ＦＬ３１ｃと、を有している。
【００７８】
駆動部ＦＬ３１ａは、先に述べた帯状ベース層３３ａ及び帯状絶縁体層３４ａの左側部分をその母材とする。この左側部分上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の第３電極層３７が第１電極層３５と同じ厚さで該第１電極層３５と連続して形成されている。また、第３電極層３７上には、ＰＺＴ等から成り、上面視輪郭が第３電極層３７と同じ圧電体層３８が形成されている。さらに、圧電体層３８上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が圧電体層３８と同じ第４電極層３９が形成されている。
【００７９】
変位部ＦＬ３１ｂは、先に述べた帯状ベース層３３ａ及び帯状絶縁体層３４ａの右端部分をその母材とする。この帯状ベース層３３ａ及び帯状絶縁体層３４ａの右端部分上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形のダミー電極層４０が第３電極層３７と同じ厚さで形成されている。また、ダミー電極層４０上には、Ｔｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭がダミー電極層４０と同じ接点電極ＣＴ３１が形成されている。
【００８０】
ヒンジ部ＦＬ３１ｃは、先に述べた帯状ベース層３３ａ及び帯状絶縁体層３４ａの左側部分と右端部分とに挟まれる部分をその母材とする。これらの母材に貫通孔（符号無し）を形成することで、ヒンジ部ＦＬ３１ｃに、ヒンジの役割を為す可撓性が付与されている。
【００８１】
ベースＢＳ３１上の第２貫通孔ＰＨ３２の前側には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の下部電極層４１が、第３電極層３７と同じ厚さで形成されている。また、下部電極層４１上には、ＰＺＴ等から成り、且つ、上面視輪郭が下部電極層４１と同じ誘電体層４２が、圧電体層３８と同じ厚さで形成されている。さらに、誘電体層４２上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が誘電体層４２と同じ上部電極層４３が、第４電極層３９と同じ厚さで形成されている。ここでの、下部電極層４１，誘電体層４２及び上部電極層４３は第１チューナブルキャパシタＣＡ３１を構成しており、該第１チューナブルキャパシタＣＡ３１はベースＢＳ３１上に配置されている。さらに、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１の上部電極層４３上には、Ｔｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭が上部電極層４３と同じ接続端子Ｔｃａ３１が形成されている。図９（Ｓ１３）から分かるように、この接続端子Ｔｃａ３１の上面は第１信号線路ＳＬ３１の後側部分の下面に密着していて電気的に接続している。
【００８２】
また、ベースＢＳ３１上の第２貫通孔ＰＨ３２の後側には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が略矩形の下部電極層４４が第３電極層３７と同じ厚さで形成されている。また、下部電極層４４上には、ＰＺＴ等から成り、且つ、上面視輪郭が下部電極層４４と同じ誘電体層４５が圧電体層３８と同じ厚さで形成されている。さらに、誘電体層４５上には、Ｔｉ／Ｐｔから成り、且つ、上面視輪郭が誘電体層４５と同じ上部電極層４６が第４電極層３９と同じ厚さで形成されている。ここでの、下部電極層４４，誘電体層４４及び上部電極層４５は第２チューナブルキャパシタＣＡ３２を構成しており、該第２チューナブルキャパシタＣＡ３２はベースＢＳ３１上に配置されている。さらに、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２の上部電極層４４６上には、Ｔｉ／Ａｕから成り、且つ、上面視輪郭が上部電極層４６と同じ接続端子Ｔｃａ３２が形成されている。図９（Ｓ１３）から分かるように、この接続端子Ｔｃａ３１の上面は第２信号線路ＳＬ３２の前側部分の下面に密着していて電気的に接続している。
【００８３】
第１信号線路ＳＬ３１及び第２信号線路ＳＬ３２は、Ｔｉ／Ａｕから成り、平坦な母材料を９０度屈曲させ、さらに逆方向に９０度屈曲させた断面形状をそれぞれ有している。第１信号線路ＳＬ３１の前側部分の下面は前側の第２電極層３６の上面に接続され、第２信号線路ＳＬ３２の後側部分の下面は後側の第２電極層３６の上面に接続されている。第１信号線路ＳＬ３１と第２信号線路ＳＬ３２とがＳ１６−Ｓ１６線に対して前後方向で線対称になるように形成されているため、第１信号線路ＳＬ３１の後側部分の上下面と第２信号線路ＳＬ３２の前側部分の上下面は面一になっている。
【００８４】
また、図８から分かるように、第１信号線路ＳＬ３１及び第２信号線路ＳＬ３２の左右寸法は、接点電極ＣＴ３１と両接続端子Ｔｃａ３１及びＴｃａ３２の左右寸法よりも大きい。さらに、第１信号線路ＳＬ３１の後側部分と第２信号線路ＳＬ３２の前側部分は接点電極ＣＴ３１の上方まで延びていて、該後側部分と該前側部分との間には第１信号線路ＳＬ３１と第２信号線路ＳＬ３２とを非導通とするための隙間ＧＡが設けられている。さらに、第１信号線路ＳＬ３１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ３２の前側部分の下面と接点電極ＣＴ３１との間には、所定の上下寸法を有する隙間（符号無し）が形成されている。
【００８５】
グランド端子Ｔｇ３１は、Ｔｉ／Ａｕから成り、第１電極層３５上に上面視輪郭が略矩形となるように形成されている。また、駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａは、Ｔｉ／Ａｕから成り、駆動部ＦＬ３１ａの第４電極層３９上の左端に上面視輪郭が略矩形となるように形成されている。バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂは、Ｔｉ／Ａｕから成り、ベースＢＳ３１の左前側上面に上面視輪郭が略矩形となるように、且つ、グランド端子Ｔｇ３１と間隔をおいて並ぶように形成されている。バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｃは、Ｔｉ／Ａｕから成り、ベースＢＳ１１の左後側上面に上面視輪郭が略矩形となるように、且つ、駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａと間隔をおいて並ぶように形成されている。
【００８６】
また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂと前側の第２電極層３６とは高抵抗線路ＨＲＬ３１によって接続されており、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｃと後側の第２電極層３６とは高抵抗線路ＨＲＬ３２によって接続されている。これら高抵抗線路ＨＲＬ３１及びＨＲＬ３２は、ＴａＮ等の高抵抗材料から成り、第１信号線路ＳＬ３１及び第２信号線路ＳＬ３２に比べて抵抗率が高い。
【００８７】
次に、図１１及び図１２を参照して、前記ＭＥＭＳスイッチＳＤ３０の使用方法及び機能等について説明する。
【００８８】
使用に際しては、図１１に示したように、ＭＥＭＳスイッチＳＤ３０を回路基板等に搭載する。また、第１可変直流電源ＤＣ３１ａの正極側を駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａに接続し、第２可変直流電源ＤＣ３１ｂの正極側をバイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂに接続し、第３可変直流電源ＤＣ３１ｃの正極側をバイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｃに接続し、これら可変直流電源ＤＣ３１ａ，ＤＣ３１ｂ及びＤＣ３１ｃの負極側をグランド端子Ｔｇ３１に接続する。
【００８９】
図面には３つの可変直流電源ＤＣ３１ａ，ＤＣ３１ｂ及びＤＣ３１ｃを示したが、後述するようにバイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂ及びＴｉ３１ｃに印加されるバイアス電圧は同一値であるため、一実施態様においては、１つの可変直流電源を駆動電圧印加用として共用することができる。また、一実施態様においては、後述する電圧印加が同様に行える限り、該可変直流電源を回路基板等に設けられた直流電圧入力線路で代用するようにしてもよい。
【００９０】
また、回路基板等に設けられた高周波信号路線（入力側）を第１信号線路ＳＬ３１に接続し、高周波信号路線（出力側）を第２信号線路ＳＬ３２に接続する。高周波信号路線（入力側）を第２信号線路ＳＬ３２に接続し、高周波信号路線（出力側）を第１信号線路ＳＬ３１に接続しても良い。
【００９１】
使用時には、第１可変直流電源ＤＣ３１ａから駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａに所定値の直流電圧（以下、駆動電圧と言う）が印加される。また、第２可変直流電源ＤＣ３１ｂからバイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂに所定値の直流電圧（以下、バイアス電圧と言う）が印加され、且つ、第３可変直流電源ＤＣ３１ｃからバイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｃにこれと同一値のバイアス電圧が印加される。
【００９２】
駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａに印加された駆動電圧は、レバーＦＬ３１の駆動部ＦＬ３１ａを構成する第４電極層３９を通じて該駆動部ＦＬ３１ａの圧電体層３８に印加される。
【００９３】
これにより、図１２に示したように、駆動部ＦＬ３１ａの構成する圧電体層３８に圧電効果による縮みが生じる。この圧電体層３８の縮みによって駆動部ＦＬ３１ａのヒンジ部ＦＬ３１ｃ側が上方に反り上がり、該反り上がりによってレバーＦＬ３１の変位部ＦＬ３１ｂが上方に変位し、該上方変位によって接点電極ＣＴ３１の上面が第１信号線路ＳＬ３１の後側部分の下面及び第２信号線路ＳＬ３２の前側部分の下面に接触し、該接触によって両信号線路ＳＬ３１及びＳＬ３２が接点電極ＣＴ３１を介して導通状態となる。つまり、第１信号線路ＳＬ３１に入力された高周波信号は該第１信号線路ＳＬ３１，接点電極ＣＴ３１及び第２信号線路ＳＬ３２を経由して該第２信号線路ＳＬ３２から出力される。
【００９４】
一方、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂに印加されたバイアス電圧は、高抵抗線路ＨＲＬ３１，前側の第２電極層３６，第１信号線路ＳＬ３１，接続端子Ｔｃａ３１及び第１チューナブルキャパシタＣＡ３１の上部電極層４３を通じて該第１チューナブルキャパシタ
ＣＡ３１の誘電体層４２に印加される。また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｃに印加されたバイアス電圧は、高抵抗線路ＨＲＬ３２，後側の第２電極層３６，第２信号線路ＳＬ３２，接続端子Ｔｃａ３２及び第２チューナブルキャパシタＣＡ３２の上部電極層４６を通じて該第２チューナブルキャパシタＣＡ３２の誘電体層４５に印加される。
【００９５】
これにより、両チューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３２の誘電体層４２及び４５の比誘電率が変化し、該変化によって両チューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３１のキャパシタンスが変化し、該変化によってＭＥＭＳスイッチＳＤ３０の特性インピーダンスが変化する。
【００９６】
つまり、回路基板等に搭載されたＭＥＭＳスイッチＳＤ３０の特性インピーダンス（例えば５０Ωや７５Ω等）が外的影響によって乱れてしまう場合でも、該乱れを相殺するように両チューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３１のキャパシタンスをバイアス電圧により変化させれば、該特性インピーダンスを最適な値に調整することができる。
【００９７】
次に、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０によって得られる効果について説明する。
【００９８】
（１）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０にあっては、両チューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３１のキャパシタンスをバイアス電圧によって変化させることによって、使用時に生じる特性インピーダンスの乱れを相殺するように該特性インピーダンスを調整できるので、ＭＥＭＳスイッチＳＤ３０に最適な特性インピーダンスを確保することができ、これにより特性インピーダンスの乱れを原因とした伝送損失増加やアイソレーション低下等の特性悪化を回避することができる。
【００９９】
（２）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０にあっては、第１信号線路ＳＬ３１に対応して第１チューナブルキャパシタＣＡ３１が設けられ、且つ、第２信号線路ＳＬ３２に対応して第２チューナブルキャパシタＣＡ３２が設けられているので、高周波信号が流れる線路全体（第１信号線路ＳＬ３１，接点電極ＣＴ３１及び第２信号線路ＳＬ３２）に対して所期の特性インピーダンス調整を効果的に行うことができる。
【０１００】
（３）前記ＭＥＭＳスイッチＳＤ３０にあっては、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１及び第２チューナブルキャパシタＣＡ３２をベースＢＳ３１上に配置し、しかも、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１上の接続端子Ｔｃａ３１の上面は第１信号線路ＳＬ３１の後側部分の下面に接触して電気的に接続し、且つ、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２上の接続端子Ｔｃａ３２の上面は第２信号線路ＳＬ３２の前側部分の下面に接触して電気的に接続しているので、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１及び接続端子Ｔｃａ３１に第１信号線路ＳＬ３１の後側部分を支えて保持する支柱の役割を担わせることができ、また、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２及び接続端子Ｔｃａ３２に第２信号線路ＳＬ３２の前側部分を支えて保持する支柱の役割を担わせることができる。
【０１０１】
このようにして、接点電極ＣＴ３１が接触する第１信号線路ＳＬ３１の後側部分及び第２信号線路ＳＬ３２の前側部分を補強できるので、これら部分に対して接点電極ＣＴ３１が接触及びその解除を繰り返しても該部分に変形を生じ難く、また、変形を原因として生じ得る接触不良を防止することができる。
【０１０２】
（４）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０にあっては、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂに印加されたバイアス電圧を高抵抗線路ＨＲＬ３１を介して第１チューナブルキャパシタＣＡ３１の誘電体層４２に印加し、また、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｃに印加されたバイアス電圧を高抵抗線路ＨＲＬ３２を介して第２チューナブルキャパシタＣＡ３２の誘電体層４５に印加しているので、第１信号線路ＳＬ３１から高抵抗線路ＨＲＬ３１側に高周波信号が漏れること、並びに、第２信号線路ＳＬ３２から高抵抗線路ＨＲＬ３２側に高周波信号が漏れることを抑制することができる。これにより、第１信号線路ＳＬ３１，接点電極ＣＴ３１及び第２信号線路ＳＬ３２を経由して流れる高周波信号の特性劣化を防止することができる。
【０１０３】
（５）本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０はフィルタ機能を有するデバイスという見方もできる。特性インピーダンスを可変にできることは、すなわちフィルタ機能を可変にできることを意味する。接点電極ＣＴ３１の両脇に備えた２つのチューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３２がグランドに接続されているので、チューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３２を高周波信号が通過する第１信号線路ＳＬ３１及び第２信号線路ＳＬ３２のインダクタンス成分と組み合わせることによってローパスフィルタを構成することができる。各チューナブルキャパシタＣＡ３１及びＣＡ３２の容量を変化させれば、カットオフ周波数を調整することが可能となる。
【０１０４】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０として、駆動部ＦＬ３１ａを構成する圧電体層３８、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１を構成する誘電体層４２、及び、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２を構成する誘電体層４５を、それぞれＰＺＴで形成したものを示したが、ＰＺＴに代えて、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス等を用いることができる。
【０１０５】
また、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０においては、第１電極層３５、第２電極層３６、駆動部ＦＬ１１ａを構成する第３電極層３７及び第４電極層３９、ダミー電極層４０、接点電極ＣＴ３１、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１を構成する下部電極層４１及び上部電極層４３、接続端子Ｔｃａ３１、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２を構成する下部電極層４４及び上部電極層４６、接続端子Ｔｃａ３２、第１信号線路ＳＬ３１、第２信号線路ＳＬ３２、グランド端子Ｔｇ３１、駆動電圧入力端子Ｔｉ３１ａ、及び、バイアス電圧入力端子Ｔｉ３１ｂ及びＴｉ３１ｃは、それぞれ、Ｔｉ層とＰｔ層とを積層したＴｉ／Ｐｔ又はＴｉ層とＡｕ層とを積層したＴｉ／Ａｕの何れかからなる。本発明の他の実施形態においては、Ｔｉ／Ｐｔ及び／又はＴｉ／ＡｕのＴｉ層に代えて、Ｃｒ層、Ｚｒ層、ＴｉＮ層又はＴｉＯ２層のいずれかを用いることができる。また、Ｔｉ／ＰｔのＰｔ層に代えて、Ａｕ合金層、Ｃｕ層又はＡｇ層のいずれかを用いることができる。さらに、Ｔｉ／ＡｕのＡｕ層に代えて、Ａｕ合金層、Ｃｕ層、又はＡｇ層のいずれかを用いることができる。また、本発明の他の実施形態においては、Ｔｉ／Ｐｔ又はＴｉ／Ａｕに代えて、Ｐｔ層、Ａｕ層、Ａｕ合金層、Ｃｕ層又はＡｇ層からなる単一の層を用いてもよい。また、本発明の一実施形態において、Ｔｉ層、Ｃｒ層、Ｚｒ層、ＴｉＮ層又はＴｉＯ２層の膜厚を、１ｎｍ〜１００ｎｍにすることができ、Ｐｔ層、Ａｕ層、Ａｕ合金層、Ｃｕ層又はＡｇ層の膜厚を、０．１μｍ〜３０μｍにすることができる。当業者に明らかなように、本発明の様々な実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０に含まれる各要素を構成する材料は、本明細書において明示的に述べられたものに限られず、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。
【０１０６】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチＳＤ３０として、１つのグランド端子Ｔｇ３１を駆動部ＦＬ３１ａ，第１チューナブルキャパシタＣＡ３１及び第２チューナブルキャパシタＣＡ３２のグランド端子として共用したものを示したが、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１専用のグランド端子を別に設けてこれと第１チューナブルキャパシタＣＡ３１の下部電極層４１とを専用線路で接続し、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２専用のグランド端子を別に設けてこれと第２チューナブルキャパシタＣＡ３２の下部電極層４４とを専用線路で接続するようにしても良い。
【０１０７】
このようにして、第１チューナブルキャパシタＣＡ３１の誘電体層４２に印加されるバイアス電圧と、第２チューナブルキャパシタＣＡ３２の誘電体層４５に印加されるバイアス電圧とを異ならせることができる。つまり、第１信号線路ＳＬ３１側を対象とした特性インピーダンス調整と第２信号線路ＳＬ３２側を対象とした特性インピーダンス調整を個別に行えるので、全体としてより微細な特性インピーダンス調整を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０８】
ＳＤ１０…ＭＥＭＳスイッチ、ＢＳ１１…ベース、ＦＬ１１…レバー、ＦＬ１１ａ…駆動部、ＦＬ１１ｂ…変位部、ＦＬ１１ｃ…ヒンジ部、ＣＴ１１…接点電極、ＣＡ１１…第１チューナブルキャパシタ、Ｔｃａ１１…接続電極、ＣＡ１２…第２チューナブルキャパシタ、Ｔｃａ１２…接続電極、ＳＬ１１…第１信号線路、ＳＬ１２…第２信号線路、Ｔｇ１１，Ｔｇ１２…グランド端子、Ｔｉ１１ａ，Ｔｉ１２ａ…駆動電圧入力端子、Ｔｉ１１ｂ，Ｔｉ１２ｂ…バイアス電圧入力端子、ＨＲＬ１１，ＨＲＬ１２…高抵抗線路、ＳＤ２０…ＭＥＭＳスイッチ、ＢＳ１１’…ベース、ＦＬ１１’…レバー、Ｔｉ１１ｃ…バイアス電圧入力端子、ＨＲＬ１２’…高抵抗線路、ＳＤ３０…ＭＥＭＳスイッチ、ＢＳ３１…ベース、ＦＬ３１…レバー、ＦＬ３１ａ…駆動部、ＦＬ３１ｂ…変位部、ＦＬ３１ｃ…ヒンジ部、ＣＴ３１…接点電極、ＣＡ３１…第１チューナブルキャパシタ、Ｔｃａ３１…接続電極、ＣＡ３２…第２チューナブルキャパシタ、Ｔｃａ３２…接続電極、ＳＬ３１…第１信号線路、ＳＬ３２…第２信号線路、Ｔｇ３１…グランド端子、Ｔｉ３１ａ…駆動電圧入力端子、Ｔｉ３１ｂ，Ｔｉ３１ｃ…バイアス電圧入力端子、ＨＲＬ３１，ＨＲＬ３２…高抵抗線路。
【図１】
2011065192.tif 000003
【図２】
2011065192.tif 000004
【図３】
2011065192.tif 000005
【図４】
2011065192.tif 000006
【図５】
2011065192.tif 000007
【図６】
2011065192.tif 000008
【図７】
2011065192.tif 000009
【図８】
2011065192.tif 000010
【図９】
2011065192.tif 000011
【図１０】
2011065192.tif 000012
【図１１】
2011065192.tif 000013
【図１２】
2011065192.tif 000014
【国際調査報告】
2011065192.tif 000015
2011065192.tif 000016
2011065192.tif 000017